CN211296584U - 一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，具体涉及车载快充领域，包括输入模块、输出模块、PFC模块、LLC模块以及CAN通信模块，所述输入模块、PFC模块、CAN通信模块、LLC模块以及输出模块按顺序依次电性连接，所述输出模块还与PFC模块连接；所述PFC模块包括芯片U1和光电耦合器，所述U1的P1管脚与输入电路连接，所述U1的P2管脚连接至光电耦合器的阴极，所述光电耦合器的集电极与输出模块连接，所述芯片U1用于比较一级运算放大器传给芯片U1的信号幅值与差值情况并控制光电耦合器降低输出电流，实现输出功率的降低，该电路具有实用性大、普遍适应性强、利用率高等优点。

Description

一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路

技术领域

本实用新型涉及车载充电领域，具体涉及一种快速检测输入电压跌 落同时降低输出功率的电路。

背景技术

现在的电源电路在输入电压降低时，通过单片机检测输入电压，并 将检测到的电压通过串口通讯上报到MCU，由MCU下发指令来降低输出 功率，这种控制的响应速度受单片机的影响，速度很慢，等到MCU下发 指令来降低输出功率时，电源上的功率器件应力已经超出规格范围了。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的一种快速检测输入电压跌 落同时降低输出功率的电路，能够在输入电压跌落瞬间检测得到，输出 功率降额也快速实现，保证了功率器件应力不超出规格范围。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种快速检测输 入电压跌落同时降低输出功率的电路，其改进住处在于：包括输入模块、 输出模块、PFC模块、LLC模块以及CAN通信模块，所述输入模块、PFC 模块、CAN通信模块、LLC模块以及输出模块按顺序依次电性连接，所 述输出模块还与PFC模块连接；

所述输出模块包括一级运算放大器、光电耦合器、电阻R2、电容 C1以及电阻R3，所述一级运算放大器的正向输入端连接至电阻R2一端， 电阻R2另一端与光电耦合器的集电极连接，所述一级运算放大器的正 向输入端还连接至电容C1一端，电容C1另一端接地，所述电容C1两 端还并联有电阻R4，所述一级运算放大器的正向输入端还连接至电阻 R3一端，电阻R3另一端与LLC模块连接,在一级运算放大器正向输入端 的电流值是LLC模块电流控制环路中的电流设定参考值，通过环路控制， 使得输出电流跟随设定参考值；所述一级运算放大器的输出端连接有Idelt 端,所述Ide1t端输出的电流采样值与设定值之间存在有差值，该差值作为LLC 模块的电流环路控制量，确保输出电流值跟随设定值；所述一级运算放大器 反向输入端连接有Iout端，所述Iout端为输入电流采样值，所述光电 耦合器的集电极与输出模块连接，所述光电耦合器的阳极连接有电阻R1, 该电阻R1另一端还设置有直流输入端，所述光电耦合器的发射极还接 地；

所述PFC模块包括芯片U1，所述U1的P1管脚与输入电路连接，所 述U1的P2管脚连接至光电耦合器的阴极；

所述芯片U1用于比较一级运算放大器给传给芯片U1的信号幅值与 参考值的差值情况并控制光电耦合器降低输出电流，实现输出功率的降 低。

作为上述技术方案的改进，所述输入模块包括二级运算放大器和采 样电阻R5，所述二级运算放大器与一级运算放大器芯片型号相同，所述 二级运算放大器的正向输入端连接至采样电阻R5一端，所述采样电阻 R5另一端连接有二极管D1的负极，正极设置有交流输入端，该取样电 阻R5用于获取输入电压，所述二级运算放大器的输出端连接至U1的P1管脚，所述二级运算放大器用于转换信号。

作为上述技术方案的改进，所述输入模块还包括电阻R6、电阻R7、 电容C2以及电容C3，所述电阻R6一端与一级运算放大器的正向输入端 连接，另一端接地，所述电容C2并联在电阻R6的两端，所述电阻R7 一端与一级运算放大器的输出端连接，另一端接地，所述电容C3并联 在电阻R7的两端，所述一级运算放大器的反向输入端与一级运算放大 器的输出端连接。

作为上述技术方案的改进，所述LLC模块包括芯片U2，所述芯片 U2型号为PIC16F15323，所述芯片U2的P3管脚与电阻R3另一端连接。

作为上述技术方案的改进，所述CAN通信模块包括芯片U3，所述芯 片U3的信号为PIC18F46K80。

作为上述技术方案的改进，所述芯片U1的型号为PIC16F15323。

作为上述技术方案的改进，所述光电耦合器的芯片型号为PC817。

作为上述技术方案的改进，所述一级运算放大器的芯片型号为 LM2903。

本实用新型的有益效果是：经过电路上的改进，PFC模块和输出模 块的结合，通过设定合理的电阻组合，可以迅速的拉低输出电流参考值， 即降低输出功率，在输入电压跌落瞬间，输出功率降额能快速实现，确 保了功率器件应力不超出规格范围。

附图说明

图1是本实用新型一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的 电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的 技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特 征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而 不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付 出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的 范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接 相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成 更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲 突的前提下可以交互组合。

如图1所示，本实用新型的揭示了一种快速检测输入电压跌落同时 降低输出功率的电路，包括输入模块100、输出模块200、PFC模块300、 LLC模块500以及CAN通信模块400，所述输入模块100、PFC模块300、 CAN通信模块400、LLC模块500以及输出模块200按顺序依次电性连接， 所述输出模块200还与PFC模块300连接；所述输出模块100包括一级 运算放大器、光电耦合器、电阻R2、电容C1以及电阻R3，所述一级运 算放大器的正向输入端连接至电阻R2一端，电阻R2另一端与光电耦合 器的集电极连接，所述一级运算放大器的正向输入端还连接至电容C1 一端，电容C1另一端接地，所述电容C1两端还并联有电阻R4，所述一 级运算放大器的正向输入端还连接至电阻R3一端，电阻R3另一端与LLC 模块连接,在一级运算放大器正向输入端的电流值是LLC模块电流控制 环路中的电流设定参考值，通过环路控制，使得输出电流跟随设定参考值； 所述一级运算放大器的输出端连接有Idelt端,所述Ide1t端输出的电流采 样值与设定值之间存在有差值，该差值作为LLC模块的电流环路控制量，确保 输出电流值跟随设定值；所述一级运算放大器反向输入端连接有Iout端 所述Iout端为输入电流采样值，所述光电耦合器的集电极与输出模块 连接，所述光电耦合器的阳极连接有电阻R1,该电阻R1另一端还设置有 直流输入端，所述光电耦合器的发射极还接地；所述PFC模块包括芯片 U1，所述U1的P1管脚与输入电路连接，所述U1的P2管脚连接至光电 耦合器的阴极；所述LLC模块500包括芯片U2，所述芯片U2型号为 PIC16F15323，所述芯片U2的P3管脚与电阻R3另一端连接,所述芯片 U1用于比较一级运算放大器给传给芯片U1的信号幅值与参考值的差值 情况并控制光电耦合器降低输出电流，实现输出功率的降低。

在上述实施例中，所述芯片U1的型号为PIC16F15323，PFC模块300 的芯片U1将电网输入的交流电转变为直流电，所述LLC模块500的芯 片U2基于该控制器的控制，LLC模块500将PFC模块300输出的直流电 转化为电动车充电所需求的特定电压等级的直流电，并实现电气隔离作 用，电动车本身的BMS(电池管理系统)将需求的电流大小I1发送给 CAN通信模块400，并将I1信号与充电机本身由于保护等因素所能承载 的电流大小I2作比较，取最小值作为最终的输出电流设定值I3，CAN 通信模块400再将该设定值发送给LLC模块500，确定最终的输出功率。

进一步的，所述输入模块100包括二级运算放大器和采样电阻R5， 所述二级运算放大器与一级运算放大器芯片型号相同，所述二级运算放 大器的正向输入端连接至采样电阻R5一端，所述采样电阻R5另一端连 接有二极管D1的负极，正极设置有交流输入端，该取样电阻R5用于获 取输入电压，所述二级运算放大器的输出端连接至U1的P1管脚，所述二级运算放大器用于转换信号。所述输入模块100还包括电阻R6、电阻 R7、电容C2以及电容C3，所述电阻R6一端与一级运算放大器的正向输 入端连接，另一端接地，所述电容C2并联在电阻R6的两端，所述电阻 R7一端与一级运算放大器的输出端连接，另一端接地，所述电容C3并 联在电阻R7的两端，所述一级运算放大器的反向输入端与一级运算放 大器的输出端连接。

在上述实施例中，采样电阻R1获取输入电压，二级运算放大器将 经电阻取样后的输入电压信号转化为芯片U1可采集的数字信号。

最后，所述CAN通信模块400包括芯片U3，所述芯片U3的信号为 PIC18F46K80。所述光电耦合器的芯片型号为PC817。所述一级运算放大 器的芯片型号为LM2903。

本实用新型的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电 路的原理是：PFC模块300的控制芯片U1对输入电压采样，即U1的P1 口采集输入电压信号，U1内部对电压波动进行检测，输入电压额定值为 220V，正常运行时U1的P2口输出高电平，光电耦合器截止，R2为悬空 状态，U2的P3口为正常运行时给出的输出电流参考值Iref，此时，Iref1 (正常)＝R4*Iref/(R4+R3)。当输入电压突然跌落到设定值(170V)以 下，触发输出降额信号，即P2口输出为低电平，将光耦导通，此时R2 与R4并联，并联阻值为R＝R2*R4/(R2+R4)，且R4>R此时Iref1(降额) ＝R*Iref/(R+R3),Iref1(降额)<Iref1(正常)，通过设定合理的电阻组 合，可以迅速的拉低输出电流参考值，即降低输出功率。

本实用新型的有益效果是：经过电路上的改进，PFC模块和输出模 块的结合，通过设定合理的电阻组合，可以迅速的拉低输出电流参考值， 即降低输出功率，在输入电压跌落瞬间，输出功率降额能快速实现，确 保了功率器件应力不超出规格范围。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创 造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精 神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均 包含在本申请权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：包括输入模块、输出模块、PFC模块、LLC模块以及CAN通信模块，所述输入模块、PFC模块、CAN通信模块、LLC模块以及输出模块按顺序依次电性连接，所述输出模块还与PFC模块连接；

所述输出模块包括一级运算放大器、光电耦合器、电阻R2、电容C1以及电阻R3，所述一级运算放大器的正向输入端连接至电阻R2一端，电阻R2另一端与光电耦合器的集电极连接，所述一级运算放大器的正向输入端还连接至电容C1一端，电容C1另一端接地，所述电容C1两端还并联有电阻R4，所述一级运算放大器的正向输入端还连接至电阻R3一端，电阻R3另一端与LLC模块连接,在一级运算放大器正向输入端的电流值是LLC模块电流控制环路中的电流设定参考值，通过环路控制，使得输出电流跟随设定参考值；所述一级运算放大器的输出端连接有Idelt端,所述Ide1t端输出的电流采样值与设定值之间存在有差值，该差值作为LLC模块的电流环路控制量，确保输出电流值跟随设定值；所述一级运算放大器反向输入端连接有Iout端，所述Iout端为输入电流采样值；所述光电耦合器的集电极与输出模块连接，所述光电耦合器的阳极连接有电阻R1,该电阻R1另一端还设置有直流输入端，所述光电耦合器的发射极还接地；

所述PFC模块包括芯片U1，所述U1的P1管脚与输入电路连接，所述U1的P2管脚连接至光电耦合器的阴极；

所述芯片U1用于比较一级运算放大器给传给芯片U1的信号幅值与参考值的差值情况并控制光电耦合器降低输出电流，实现输出功率的降低。

2.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述输入模块包括二级运算放大器和采样电阻R5，所述二级运算放大器与一级运算放大器芯片型号相同，所述二级运算放大器的正向输入端连接至采样电阻R5一端，所述采样电阻R5另一端连接有二极管D1的负极，正极设置有交流输入端，该采样电阻R5用于获取输入电压，所述二级运算放大器的输出端连接至U1的P1管脚，所述二级运算放大器用于转换信号。

3.根据权利要求2所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述输入模块还包括电阻R6、电阻R7、电容C2以及电容C3，所述电阻R6一端与一级运算放大器的正向输入端连接，另一端接地，所述电容C2并联在电阻R6的两端，所述电阻R7一端与一级运算放大器的输出端连接，另一端接地，所述电容C3并联在电阻R7的两端，所述一级运算放大器的反向输入端与一级运算放大器的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述LLC模块包括芯片U2，所述芯片U2型号为PIC16F15323，所述芯片U2的P3管脚与电阻R3另一端连接。

5.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述CAN通信模块包括芯片U3，所述芯片U3的信号为PIC18F46K80。

6.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述芯片U1的型号为PIC16F15323。

7.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述光电耦合器的芯片型号为PC817。

8.根据权利要求1所述的一种快速检测输入电压跌落同时降低输出功率的电路，其特征在于：所述一级运算放大器的芯片型号为LM2903。

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